محرك دي ريفاز

كان محرك دي ريفاز محركًا تردديًا رائدًا صممه وطوره المخترع الفرنسي السويسري فرانسوا إسحاق دي ريفاز ابتداءً من عام 1804. ويُزعم أن هذا المحرك هو أول محرك احتراق داخلي في العالم ، وقد احتوى على بعض خصائص المحركات الحديثة، بما في ذلك الإشعال بالشرارة واستخدام غاز الهيدروجين كوقود.

بدأ دي ريفاز عام 1804 بمحرك ثابت مناسب لتشغيل مضخة، ثم انتقل إلى بناء مركبة تجريبية صغيرة عام 1807، والتي كانت أول مركبة ذات عجلات تعمل بمحرك احتراق داخلي. وفي السنوات اللاحقة، طور دي ريفاز تصميمه، وفي عام 1813 بنى مركبة أكبر طولها 6 أمتار ووزنها يقارب الطن.

في أواخر القرن الثامن عشر، صمّم إسحاق دي ريفاز، ضابط المدفعية والمخترع الفرنسي السويسري، عدة عربات ناجحة تعمل بالبخار ، أو "شاريت" كما سماها بالفرنسية. وقد دفعته خبرته العسكرية في استخدام المدافع إلى التفكير في استخدام شحنة متفجرة لتحريك مكبس بدلاً من البخار. ^{[ 1 ]} في عام 1804، بدأ تجاربه على الانفجارات التي تحدث داخل أسطوانة مزودة بمكبس. كانت تصاميمه الأولى لمحرك ثابت لتشغيل مضخة. ^{[ 2 ]} كان المحرك يعمل بمزيج من غازي الهيدروجين والأكسجين يُشعل لإحداث انفجار داخل الأسطوانة ودفع المكبس للخارج. وكان يُشعل المزيج الغازي بشرارة كهربائية ، على غرار نماذج المحركات المماثلة اليوم. في عام 1806، انتقل إلى تطبيق هذا التصميم على ما أصبح أول سيارة في العالم تعمل بمحرك احتراق داخلي. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

في عام ١٨٠٧، وضع دي ريفاز نموذجه التجريبي لمحرك في عربة واستخدمه لدفعها لمسافة قصيرة. وكانت هذه أول مركبة تعمل بمحرك احتراق داخلي. وفي ٣٠ يناير ١٨٠٧، مُنح إسحاق دي ريفاز براءة الاختراع رقم ٧٣١ في باريس. كما تؤكد براءة اختراع أخرى صادرة عن مكتب براءات الاختراع في ولاية فاليه (سويسرا حاليًا) هذا الأمر. ^{[ ١ ] [ ٣ ] [ ٥ ]}

قام الأخوان الفرنسيان نيسيفور وكلود نيبس ، كلٌ على حدة، ببناء محرك احتراق داخلي أطلقوا عليه اسم "بيرولوفور" عام 1807، واستخدموه لتشغيل قارب عن طريق رد فعل تيار مائي نابض. ولا يزال الجدل قائمًا حول من صمم أول محرك احتراق داخلي. ويعود تاريخ براءة اختراع نيبس إلى 20 يوليو 1807. ^{[ 6 ]}

لم يكن لمحرك دي ريفاز آلية توقيت، وكان إدخال خليط الوقود والإشعال يتمان يدويًا بالكامل. يُخزَّن غاز الهيدروجين المضغوط كوقود في بالون متصل بأنبوب إلى الأسطوانة. ويُزوَّد الأكسجين من الهواء عبر مدخل هواء منفصل. تسمح صمامات تُشغَّل يدويًا بإدخال الغاز والهواء في الوقت المناسب من الدورة. يُحرِّك ذراع يُشغَّل يدويًا مكبسًا ثانويًا معاكسًا، فيُفرِّغ غازات العادم، ويسحب خليطًا جديدًا، ويُغلق صمامات المدخل والعادم. تُستخدم خلية فولتا لإشعال الغاز داخل الأسطوانة عن طريق الضغط على زر خارجي يُولِّد شرارة كهربائية داخلها. ^{[ 1 ] [ 7 ]}

دفع الانفجار المكبس بحرية لأعلى الأسطوانة المثبتة عموديًا، مخزّنًا الطاقة برفع المكبس الثقيل إلى موضع مرتفع. ^{[ 8 ]} عاد المكبس بفعل وزنه، متشابكًا مع آلية تروس تربط قضيب المكبس ببكرة . هذه البكرة بدورها متصلة بأسطوانة ملفوف حولها حبل . الطرف الآخر للحبل متصل بأسطوانة ثانية على العجلات الأمامية للعربة. كان وزن المكبس أثناء عودته إلى أسفل الأسطوانة كافيًا لتدوير الأسطوانات وتحريك العربة. عند انتهاء شوط العودة، سمحت آلية التروس للأسطوانة العلوية بالانفصال عن قضيب المكبس استعدادًا للرفع التالي للمكبس. ^{[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]}

في حوالي عام 1985، أنتج متحف جيانادا للسيارات نموذجين مُعاد بناؤهما من سيارة "شاريت"، أحدهما نموذج  بطول 50 سم تقريبًا، والآخر نموذج أكبر يعمل بالوقود ويبلغ طوله مترين تقريبًا. استخدم النموذج العامل ضغط الهواء لمحاكاة الانفجار الغازي/الكيميائي. وفي إحدى المرات، تحركت هذه السيارة لمسافة 100 متر تقريبًا أمام المتحف كجزء من عرض توضيحي. ^{[ 9 ]}

في عام 1813، بنى دي ريفاز مركبة تجريبية أكبر بكثير أطلق عليها اسم " العربة الميكانيكية الكبيرة" . بلغ طولها 6 أمتار، ومجهزة بعجلات قطرها متران، ووزنها قرابة الطن. كان طول الأسطوانة 1.5 متر، وشوط المكبس 97  سم. تكوّن خليط الغاز المتفجر المستخدم آنذاك من حوالي لترين من غاز الفحم و10 إلى 12 لترًا من الهواء. ^{[ 1 ]} في مدينة فيفي السويسرية، حُمّلت الآلة بـ 300 كيلوغرام  من الحجارة والخشب، برفقة أربعة رجال، وسارت لمسافة 26 مترًا على منحدر بنسبة 9% تقريبًا بسرعة 3  كم/ساعة. مع كل شوط للمكبس، كانت المركبة تتقدم للأمام من أربعة إلى ستة أمتار. ^{[ 3 ]}

لم يأخذ سوى قلة من معاصريه عمله على محمل الجد. فقد جادلت الأكاديمية الفرنسية للعلوم بأن محرك الاحتراق الداخلي لن ينافس أداء المحرك البخاري أبدًا. ^{[ 1 ]}

• الجدول الزمني لتقنيات الهيدروجين
• البيريولوفور هو نهج آخر لمحركات الاحتراق الداخلي من نفس الحقبة التاريخية.